金风变流系统(水冷)
金风1.5MW机组变流控制子站与低电压控制子站区别
金风1.5MW机组变流控制子站与低电压控制子站区别目前，金风1.5MW机组控制系统主要分Switch与Freqcon变流两种。
我们场站1.5MW机组所采用控制系统为Freqcon变流系统，为被动风冷型，Freqcon变流配置的系统由变桨子站、机舱控制子站、低电压控制子站、变流控制子站和主控制器组成。
其中，变桨子站在轮毂三个变桨柜各一个，机舱控制子站在机舱控制柜，剩下的三个均在主控柜。
主控制器一眼可以看出，但变流控制子站与低电压控制子站处于上下关系，很容易混淆，并且各自代表的功能也不同，现从位置区分、组成、功能三个部分进行详细介绍。
一、位置区分当我们打开机组主控柜时，变流控制子站与低电压控制子站在主控柜上部各一排，第一排为变流控制子站，第二排为低电压控制子站。
如下图所示：二、组成（1）变流控制子站变流控制子站共计18个倍福模块组成，主要由BK3150、KL9210、KL1104、KL2134、KL3404、KL4032、KL9010这些模块组成。
（2）低电压控制子站低电压控制子站共计15个倍福模块组成，主要由BK3150、KL9210、KL1104、KL2134、KL3204、KL4032、KL9010这些模块组成。
（3）各倍福模块作用表1：子站通讯模块表2：常用数字量与模拟量模块作用三、功能（1）变流控制子站主要用于监测变流器系统。
变流器系统主要有两个作用，首先控制机组叶片角度，调节发电机电磁扭矩；然后将电能转化成与电网频率、相位、幅值相对应的交流电，以此满足并网条件。
凡是与变流器有关的故障，均与变流控制子站模块有关。
如下图所示：（2）低电压控制子站主要用于各温度测量回路，对冷却风扇、发电机电容、滤波电容、放电接触器、UPS等回路的运行是否正常进行反馈。
凡是与温度、运行反馈有关的故障，均与低电压子站模块有关。
如下图所示：综上所述，在实际工作中，当机组发生故障时，我们往往打开柜子就会看到一排排倍福模块，如果不熟悉各个功能模块的特点，就会有不知所措或无从下手的感觉，所以需要我们运维人员能够明确故障方向，结合图纸从源头查询相应故障回路，便于在日常维护及处理故障过程中提高工作效率。
金风MW机组控制系统介绍
以太网通信网络系统 （SCADA） 人机交互监控系统 （手持终端）
二、金风兆瓦风力发电机组的电气控制系统
控制系统各个部分的主要功能
人机交互
网络/远程监控
▲风机控制 ▲参数设置 ▲查阅信息
▲统计报表 ▲风机控制 ▲参数设置 ▲查阅信息
主控制器(风机系统逻辑控制)
▲风机正常工作逻辑控制 ▲故障诊断及保护 ▲数据采集/统计 ▲与各个系统的数据交互控制
一、金风2.0兆瓦风力发电机组总体介绍
金风2.0MW风力发电机组是基于金风1.5MW风力发电机组平台开发的新型机组。
1-叶片 2-变桨系统 3-轮毂 4-发电机转子 5-发电机定子 6-发电机开关柜 7-测风 系统 8-辅助提升机 9-偏航系统 10-底座 11-发电机散热系统 12-机舱罩 13-塔架
三、机组主控制系统的组成及功能
部分功能系统介绍---安全链保护系统
双安全链回路系统，与1.5MW回路设计的最大不同是引入了变流安全链，使其 能够成为完全独立的硬件安全输入、输出保护系统。
四、主控系统的倍福PLC及其基本控制原理
金风2.0兆瓦机组的主控制器组成
CX5020
KL9210 KL1104
金风2.0兆瓦风力发 电机组主控制系统
课程内容：
一、金风2.0兆瓦风力发电机组总体介绍 二、金风2.0兆瓦风力发电机组的电气控制系统 三、机组主控制系统的组成及功能 四、主控系统的倍福PLC及其基本控制原理 五、金风2.0兆瓦机组内的部分模块及传感器 六、金风2.0兆瓦机组主控的软件系统 七、手持移动终端
四、主控系统的倍福PLC及其基本控制原理
各个子站内部及子站与主站之间的通讯结构
BX3100/ BK3150
Profibus-DP
2.1--金风1.5兆瓦风力发电机组控制系统介绍
主电缆
电机侧二极管整 流单元
斩波升压单元 网侧逆变单元
AC
DC DC
DC DC
DC
DC
AC
主断路器
进线电缆
开关柜
Freqcon变流器
叶
片
及
永磁同步
变
发电机
桨
驱
动
连接器
DP总线
底座
D
P
总
线
塔架
机组主控制柜
变流控制器
I/O D 信P 号总
▲风机控制 ▲参数设置 ▲查阅信息
▲统计报表 ▲风机控制 ▲参数设置 ▲查阅信息
主控制器(风机系统逻辑控制)
▲风机正常工作逻辑控制 ▲故障诊断及保护 ▲数据采集/统计 ▲与各个系统的数据交互控制
变桨系统
▲桨距调节 ▲桨距角采集 ▲异常保护 ▲故障诊断及保护
变流系统
▲电力变换 ▲功率控制 ▲转矩控制 ▲功率因数调节 ▲故障诊断及保护
10 / 35 kV f = 50 Hz
一、金风1.5兆瓦风力发电机组的控制系统 Switch变流配金置风的15系00统千瓦直驱风力发电机组系统结构图
主电缆
电机侧功率单元 网侧功率单元 主断路器
AC
DC DC
DC
AC
620 / 690 V
进线电缆 f = 50 Hz
10 / 35 kV f = 50 Hz
D
P 总 线
冷 却 水 管
2、红色虚线框里表示水冷系统 （塔底） 3、绿色虚线框里表示主控系统 （塔底） 4、黑色虚线框里表示机舱控制系统（塔顶） 5、紫色虚线框里表示变桨控制系统（塔顶）
金风1.5MW风机switch变流器系统讲解
图1 变流柜控制面板
Reset:故障复位 Select:选择键 Enter:数值确认；故障历史纪录 Start:启动按钮 Stop:停止按钮
：上翻；数值的增加 ：下翻；数值的减少 ：菜单返回；数值位向左选择；退出编辑模式 • ：菜单进入；数值位向右选择；进入编辑模式
电机侧防雷保护2F11 水冷散热管路
二、预充电及主空开、发电机侧空开闭合测试
•
强制预充电及发电机侧空开、主空开闭合测试条件 机组没有故障、水冷系统正常运行、发电机侧动力电缆无短路现象。
•
注意：在做电强制预充电及主空开、发电机侧空开闭合测试时必须紧闭变流柜门。不 得与柜门有身体接触。
2.1 变流器强制预充电测试步骤
课 程 大 纲
• 一、Switch变流器的介绍
• • • •
•
1.1 1.2 1.3 1.4
4U1外观结构及内部元器件介绍（1#柜） 1U1外观结构及内部元器件介绍（2#柜） 3#柜外观结构及内部元器件介绍 2U1和3U1外观结构及内部元器件介绍（4#和5#柜）
二、强制预充电及主空开、发电机侧空开闭合测试
• • • • 2.1 2.2 2.3 2.4 变流器强制预充电测试步骤 变流器强制预充电测试 变流器主空开闭合测试 变流器发电机侧空开闭合测试步骤
•
•
• 2.5 变流器风扇强制动作测试步骤 三、网侧控制原理 四、电机侧控制原理
通过本课程，您将有以下收获
• • •
了解Switch变流器的工作原理 了解变流器的结构及内部元器件 掌握使用变流器进行预充电及空开闭合的测试
2.2
变流器强制预充电测试
2.1--金风2.0MW机组控制系统介绍
配电变压器 90kVA干式变压器，690V/400V，二次 侧单套绕组，绝缘等级H级，自然冷却， 420kg。 过流保护 ABB S200系列微型断路器、MS系列 马达过流保护器。 触电保护 ABB F202、F204漏电保护器，接地。 浪涌保护 Phoenix电源浪涌保护器
7、8通道数字量输出端子KL2408
KL2408数字量输出端子将自动化控制层传输过来的二进制控制信号以电隔离的 信号形式传到设备层的执行机构。 KL2408有反向电压保护功能。其负载电流输出具 有过载和短路保护功能。每个总线端子含 8 个通道，每个通道都有一个 LED 指示其 信号状态。它所连接的元件必须和 KL2408 为同一接地。在闭环中所有电源触点互相 连通。在 KL2408 中由 24 V 电源触点为输出供电。
一、金风2.0兆瓦风力发电机组总体介绍
金风2.0MW风力发电机组是基于金风1.5MW风力发电机组平台开发的新型机组。
1-叶片 2-变桨系统 3-轮毂 4-发电机转子 5-发电机定子 6-发电机开关柜 7-测风 系统 8-辅助提升机 9-偏航系统 10-底座 11-发电机散热系统 12-机舱罩 13-塔架
四、主控系统的倍福PLC及其基本控制原理
检
输
组
输
执
测
入
出
行
器
模
态
模
机
件
块
块
构
组态
数据 交换
主 控 程 序
主控系统是机组可靠运行的核心，主要完成以下工作： 采集数据并处理输入、输出信号；判定逻辑功能； 对外围执行机构发出控制指令； 与机舱柜及变桨控制系统进行通讯，接收机舱柜及变桨控制系统的信号； 与中央监控系统通讯、传递信息。
2.1--金风2.0MW机组控制系统介绍
机组主控制柜
水冷却控制柜
二、金风兆瓦风力发电机组的电气控制系统
金风2.0兆瓦机组的电气控制系统的组成 电气控制系统组成
变桨系统
变流系统
主控系统
冷却系统
监控系统
变桨传感器 变桨执行器 变桨控制单元 备电系统
整流单元 逆变单元 直流保护单元 控制单元 滤波单元
控制单元 传感器单元 执行单元 总线系统
变流器冷却系统 发电冷却系统
部分功能系统介绍---配电系统
配电变压器 90kVA干式变压器，690V/400V，二次 侧单套绕组，绝缘等级H级，自然冷却， 420kg。 过流保护 ABB S200系列微型断路器、MS系列 马达过流保护器。 触电保护 ABB F202、F204漏电保护器，接地。 浪涌保护 Phoenix电源浪涌保护器
四、主控系统的倍福PLC及其基本控制原理
2、总线供电端子KL9210
KL9210供电端子可插入输入和输出端子之间的任意位置，以构建一个电位 组，或给右侧端子供电。供电端子提供的电压最高为交流 230 V。具有诊断功能 的端子可向控制器报告电压故障或短路。在机组中主要给后续端子模块进行直流 24V供电。
四、主控系统的倍福PLC及其基本控制原理
10、1通道模拟量输出端子 KL4001
KL4001 模拟量输出端子可输出 直流0 V 到 10 V 范围的信号。该端子可为处 理层提供分辨率为 12 位的电气隔离信号。总线端子的输出通道有一个公共接地电 位端。KL4001是单通道型，适用于带有接地电位的电气隔离信号。它通过运行信 号灯显示端子与总线耦合器之间的数据交换状态。在机组中主要用于控制变桨输 出信号。
四、主控系统的倍福PLC及KL3204 模拟量输入端子可直接连接电阻型传感器。总线端子电路可使用 2 线 制连接技术连接传感器。整个温度范围的线性度由一个微处理器来实现。温度范 围可任意选定。总线端子的标准设置为：PT100 传感器，分辨率为 0.1℃。故障信 号显示灯显示传感器故障（例如断线）。KL3204 含 4 个通道。在机组中主要用于 采集温度信号。
金风2.5MW风机变频器水冷系统故障分析报告
四、故障处理过程
1、对水冷系统各连接管道检查无渗漏； 2、水冷散热风扇运行正常，旋转方向正确，外观良好； 3、水冷加热器温度设定值正确，运行正常； 4、水冷柜内二次接线正常，无打火、放电现象； 5、水冷柜内UPS运行正常； 6、水冷系统报出故障时出阀水压压力低于0.1bar，进阀水压压力低于1bar； 7、对膨胀罐气囊检查发现有破损现象：对膨胀罐气囊进行更换，2019年12月份因机组 故障累计更换13台风机变频器水冷系统膨胀罐气囊，12月底完成40台风机水冷系统膨胀罐气 囊更换工作，水冷系统故障大幅度降低，观察运行；
奉献清洁能源 构建和谐企业 Build a harmonious enterprise dedicated clean energy
汇报结束！ 谢谢
奉献清洁能源 构建和谐企业 Build a harmonious enterprise dedicated clean energy
一、故障介绍
变频器水冷系统故障统计表
序号
故障系统
首批40台风机 故障台数
续建80台风机 故障台数
1
2019年12月变频器水冷系统Байду номын сангаас
13
1
合计故障台数 14
2
2020年1月变频器水冷系统
金风2.5MW风机变频器水冷系统故障分析报告
奉献清洁能源 构建和谐企业 Build a harmonious enterprise dedicated clean energy
主 要 内 容
一、 故障介绍一、故障描述 二 故障定义 三 故障原因分析 四 故障处理过程 五 后续故障处理计划
六 防范措施
奉献清洁能源 构建和谐企业 Build a harmonious enterprise dedicated clean energy
00风电 Switch变流系统及其散热系统
七、 Switch变流系统的冷却系统及其结构
当温度达到设定温度时，电动三通阀开始开启，若温度继续升高，电动三通阀 不断开启直至全部开通，冷却液全部通过散热器进行散热，同时两个散热扇轮流交 替进行工作强制散热。
尾声：
本课程就讲到这里，如果有什么问题，欢迎 大家踊跃的提出来，我们共同探讨。
同时也希望各位在各自的工作岗位上能像雄 鹰一样自由的翱翔。
功率单元之间则通过现场总线连接。） 。
一、Switch变流器系统结构
Switch变流器整体结构
网
网
控
机
机
侧
侧
制
侧
侧
连逆柜整整 Nhomakorabea接
变
流
流
柜
柜
柜
柜
一、Switch变流器系统结构
Switch变流器内部主回路
一、Switch变流器系统结构
Switch变流器内部通讯分布图
1U1
Switch 变流器 柜中采用的功率模 块都是芬兰Vacon （伟肯）公司生产 的通用变频器。功 率模块的控制器也 是芬兰Vacon （伟 肯）公司为变频器 所配的控制器。控 制器和功率模块一 一对应，控制器相 互之间通过光纤 /CAN总线互联。 控制器与功率模块 之间通过光纤总线 互联。
Switch变流器内部和外部通讯
在图中可以看到，变流器和主控之间采用DP通讯，而在其内部采用 CANbus和系统总线通讯两种。CAN总线主要其监视各个模块信息的作用， 而系统总线则起到将每个模块上采集信号和发送信号的作用，信息循环方向 1U1—2U1—3U1—1U1。在1U1、2U1、3U1三个模块中，如果在电路板SLOT D上的X5跳线没有在正确的位置上，通讯信息变无法正确的循环，导致变流 器无法向主控系统发出准备好信息，而变流器本身不报警 。
金风1500kW风机故障解释说(Switch变流、VENSYS变桨、贺得克水冷、硬件安全链)B0版
ICSQ/JF 新疆金风科技股份有限公司企业标准新疆金风科技股份有限公司发布Q / JF 2FW1500.90GX.3-2009目 次前 言 (II)金风1500kW风力发电机组风机故障解释说明手册故障 (1)1范围 (1)2注意事项 (1)error_acceleration_nacelle_global--------------机舱加速度故障 (2)error_ambient_temperature_global-----------------环境温度故障 (2)error_water_cooling_global-----------------------冷却系统故障 (3)error_ converter_global----------------------------变流器故障 (11)error_hydraulic_global---------------------------液压系统故障 (16)error_yaw_mechanism_global---------------------------偏航故障 (17)error_generator_global-----------------------------发电机故障 (20)error_grid_global------------------------------------电网故障 (20)error_fuse_global----------------------------------熔断器故障 (24)error_ups_global-------------------------------------ups故障 (26)error_profibus_global-----------------------profibus总线故障 (27)error_pitch_global-----------------------------------变桨故障 (33)error_generator_speed_global-------------------发电机转速故障 (52)error_wind_measurement_global--------------风速仪和风向标故障 (58)error_init_file_global-------------------------初始化文件故障 (59)error_stop_global------------------------------------停机故障 (60)error_system_cpu_global----------------------------- cpu故障 (60)error_navigation_light_global ---------------------航空灯故障 (61)Q / JF 2FW1500.90GX.3-2009前 言本解释说明只是对各个故障进行了简单的讲解，使人明白故障是在什么条件下发生的，发生后会执行什么样动作，对现场机组故障处理起到一定的指导作用。
金风2.0MW机组整机介绍
变桨驱动装置由变桨电机和变桨减器两部分组成。变桨电机是含有位置反馈和 绕组温度检测传感器的伺服电动机。
变桨电机
驱动轴 变桨减速器
驱动轮 单列球轴承 带轮支撑 （安装到轮毂上）
轴承端盖
盖板
单列球 轴承
齿形带 涨紧轮
三、叶轮变桨系统
变桨驱动装置
三、叶轮变桨系统
齿形带传动变桨结构
三、叶轮变桨系统
谢 谢 大 家！
铁芯
定轴 动轴
➢ 永磁体励磁
非满载状态下效率高 结构紧凑、重量轻
➢ 外转子、内定子结构
磁通密度大, 不会退磁
➢ 主动温度控制冷却系统
冷却性能好
➢ 一体化轴承概念
不另外需要轴承
四、永磁发电机部分及其轴承
发电机热量散出方式
四、永磁发电机部分及其轴承
发电机冷却系统
由两个独立的散热系统组成，每个系统 主要由进风道、出风道、离心双速电机组成， 出风道内安装有Pt100用于监测出风口温度。 两套散热设备位于主轴两侧对称位置。双速 电机实现冷却风扇电机高低速运行机制——2 极高速运行、4极低速运行。
管 5、紫色虚线框里表示变桨控制系统（塔顶）
冷却水管
散热器
机组主控制柜
水冷却控制柜
六、整机电气系统
控制系统示意图
六、整机电气系统
控制系统通信拓扑示意图
六、整机电气系统
机舱电气控制柜图
六、整机电气系统
塔底电气控制柜和水冷控制柜图
1
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六、整机电气系统
塔底变流器控制柜图
变流器由4个单柜组 成，分别为：控制柜、 电抗器柜、IGBT1柜、 IGBT2柜，见左图。 控制柜内部主要是二 次系统和网侧断路器； 电抗器柜内是电抗器、 制动单元； IGBT1柜内是功率模 块，网侧逆变部分； IGBT2柜内是功率模 块，机侧整流部分。
金风1.5MW风机Switch变流系统
一、Switch变流系统主拓扑结构该变流器采用可控整流的方式把发电机发出的交流电整流为直流电，通过网侧逆变单元把直流电逆变为工频交流电馈入电网。
其控制方式为分布式控制，即每个功率单元都能够独立的执行控制、保护、监测等功能，功率单元之间则通过现场总线连接。
这种方式和它的主电路拓扑结构相对应。
Switch变流器系统原理图：如图所示：1U1为网侧逆变功率模块，2U1和3U1为发电机侧整流功率模块，4U1为制动功率模块，3H1为预充电模块。
网侧逆变功率模块1U1的作用是将直流母线上的电能转换成为电网能够接受的形式并传送到电网上。
而发电机侧整流功率模块2U1和3U1则是将发电机发出的电能转换成为直流电能传送到直流母线上。
制动功率模块4U1则是在某种原因使得直流母线上的电能无法正常向电网传递或直流母线电压过高时，将多余的电能在电阻4R1和5R1上通过发热消耗掉，以避免直流母线电压过高造成器件的损坏。
3H1模块的作用是在变流器工作之前，给直流母排进行预充电，因为直流母排上带有容量很大的电容器，若不预充电，则在闭合主断路器时会对系统造成很大的电流冲击。
二、Switch变流系统控制框图变流控制柜机柜：1U12U13U14U12U13U14U11U11#变流控制柜机柜：网侧断路器1Q1机械锁定钥匙的钥匙把的位置处于水平方向时断路器处于机械锁定状态，在需要进行机械锁定时最好将钥匙拨到水平位置后将钥匙拔离以确保安全。
钥匙位于与2#变流控制柜机柜：3#变流控制柜：接线端子排控制用中间继电器网侧变流器1U1功率单元水冷管路预充电变压器3T1预充电整流模块3H1直流24V 电源2G1温度调节器3S1直流母排网侧滤波电抗器1L1网侧功率单元1U1控制器1F10湿度调节器3S2和温度调节器3S2,在此设置温度和湿度值变流器主水冷管路变流器维护开关变流器维护插座断路器1F11---1F17断路器2F1---2F3变流控制柜机柜4、5：电机侧功率单元2U1控制器电机侧变流器2U1的控制盒电机侧功率单元2U1电机侧功率单元2U1功率单元2U1接线铜排电机侧直流母线排电机侧防雷保护2F11水冷管路变流控制盒：变流柜中采用的功率模块都是V ACON公司生产的通用变频器。
金风2.0MW机组整机介绍
五、机舱底座及偏航系统
五、机舱底座及偏航系统
五、机舱底座及偏航系统
底座内平台设备布局
机舱控 制柜
灭火器
振动监测柜（ 非标准配置）
润滑 泵站
液压 站
五、机舱底座及偏航系统
偏航机械系统
主要包括4个偏航驱动机构、一个经特殊设计的带外齿圈的四点接触球轴承( 即偏 航轴承）、偏航保护以及一套偏航刹车机构。偏航刹车分为两部分：一部分为与偏 航电机轴直接相连的电磁刹车，另一部分为偏航制动器。
切入风速：
切出风速(10分钟均 值) ：
极大风速：
9.5m/s 2.5m/s 22 m/s 52.5m/s
运行温度范围：
-30 ℃ 至40 ℃
机组生存温度：
-40 ℃ 至50℃
设计使用寿命：
20年
GW115/2000kW 2000kW 690 V SW56.5或类似叶片 115m 10434.4m2 85m、100m、120m 14rpm
机组概述： – 水平轴、三叶片、上风向、变速变桨距功率调节 – 无齿轮箱、叶轮直接驱动发电机 – 外转子永磁同步发电机 – 机组额定功率为2000kW
主要机型： • GW108/2000kW、GW115/2000kW
适用范围： • GW108/2000kW机组适用于GLⅢB • GW115/2000kW机组适用于GLⅣB及GL S/IEC S
1．偏航电机
1
2．偏航减速器
3．偏航轴承
2
4．偏航刹车盘
5．偏航制动器
3
4 5
五、机舱底座及偏航系统
偏航轴承
偏航轴承采用“零游隙”设计的 四点接触球轴承，以增加整机的运 转平稳性，增强抗冲击载荷能力。
金风2.5MW变流器外部液体冷却系统现场安装调试说明书
编号：GW-07FW.0364为人类奉献白云蓝天，给未来创造更多资源 共20页金风2.5MW 变流器外部液体冷却系统现场安装调试说明书目次目次 (2)前言 (3)1 范围 (4)2 安全规范 (4)3 系统组成及功能介绍 (4)4 水冷管路接口 (5)5 现场安装工艺 (6)6 水冷柜引流管安装 (15)7 水冷系统调试 (16)前言本文件参照GB/T 1.1 给出的规则起草。
本文件由北京天诚同创电气有限公司提出并归口。
本文件由北京天诚同创电气有限公司变流部负责起草。
本文件主要起草人：刘青健本文件历次版本发布情况: 首次发布。
金风2.5MW变流器外部液体冷却系统现场安装调试说明书1 范围本标准规定了陆地型金风2.5MW风电机组的变流器外部液体冷却系统现场安装及调试操作规程。
本标准适用于陆地型金风2.5MW风电机组的变流器外部液体冷却系统系统现场安装及调试。
2 安全规范为保证操作人员和设备安全，请遵守以下规定：a)防止触电危险。
应避免冷却液洒到操作平台和电气元件。
如洒到操作平台和电气元件上，应先将柜体断电后，使用大布擦拭和热风枪（或鼓风机）吹干后方可继续工作。
禁止双手沾水操作带电部件。
b)冷却液含低毒性物料，操作时应注意人身保护，戴橡胶手套、劳保手套、护目镜、免入口、入眼。
如果不慎将冷却液溅入口、鼻、眼中，立刻用大量清水冲洗。
c)高澜补液静压不能过高，压力应≤2.5bar。
d)应使用按相关要求配制的纯净水+乙二醇＋防腐剂溶液，或使用金风科技公司要求的冷却液型号，否则机组断电后会导致空气散热器冻裂损坏。
乙二醇储存时应置于阴凉处密封保；需防潮、防火、防曝晒及雨淋。
3 系统组成及功能介绍3.1系统组成外部液体冷却系统主要由水冷主机，外冷散热器，水冷管路总成三部分组成。
水冷管路将水冷主机，外冷散热器及热源变流器连接起来，构成完整的冷却回路。
3.2 功能介绍由于变流器中的大功率电器元件在工作时产生大量热量，因此配套稳定、可靠、安全的冷却系统，是该装置能稳定运行的基础。
金风1.5 MW机组SWITCH变流模块超温原因分析及优化方案
流模块超温的原因， 从传热学的角度列举了影响换热的相关因子， 提出了改进三通阀和扰流丝的优化方案， 并指出了
后续优化思路。 研究得出， 采取优化改造三通阀、 更换变流模块基体扰流丝等方法， 可降低变流模块温度 ５ ～ １０ ℃ ，
ｍｉｚａｔｉｏｎ ｓｃｈｅｍｅ ｏｆ ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ ｔｈｒｅｅ⁃ｗａｙ ｖａｌｖｅ ａｎｄ ｄｉｓｔｕｒｂｉｎｇ ｗｉｒｅ， ａｎｄ ｐｏｉｎｔｓ ｏｕｔ ｔｈｅ ｆｏｌｌｏｗｉｎｇ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｉｄｅａｓ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ
ｔｈｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｏｆ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ ｍｏｄｕｌｅ ｃａｎ ｂｅ ｒｅｄｕｃｅｄ ｂｙ ５ ～ １０ ℃ ｂｙ ｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇ ｔｈｅ ｔｈｒｅｅ⁃ｗａｙ ｖａｌｖｅ ａｎｄ ｒｅｐｌａｃｉｎｇ ｔｈｅ ｓｐｏｉｌｅｒ ｗｉｒｅ ｏｆ ｃｏｎ⁃
曲线， 对冷却液流量调整的误差也越来越大， 从而
影响温度控制的精度和传热效果， 导致变流模块超
应的加剧导致金属表面腐蚀剥落， 聚集而堵塞变流
倍率随之下降， 换热效果逐渐恶化。
冷却液中的乙二醇氧化后形成的草酸与碱土金
２０２１ 年
第 ４２ 卷第 ５ 期
裴兆芹， 等： 金风 １ ５ ＭＷ 机组 ＳＷＩＴＣＨ 变流模块超温原因分析及优化方案
ｄ
外循环系统散热器翅片堵塞
风机水冷系统散热器置于塔筒外部， 换热方式
为传导换热和利用风扇进行的强制对流换热。 为了
增大换热面积， 提高换热效率， 采用的翅片管式散
热器。 因散热器安装在野外， 翅片间距较小， 外界
金风1500KW风力发电机组现场调试手册A0_Switch变流、SSB变桨、贺德克水冷_
Q / JF 2SJ1500SM.19-2009
金风 1500kW 风力发电机组现场调试手册
（Switch 变流/SSB 变桨/贺德克水冷）
1 范围
本手册规定了金风 1500kW 风力发电机组（Switch 变流/SSB 变桨/贺德克水冷）整机调试要求。 本手册适用于金风 1500kW 风力发电机组（Switch 变流/SSB 变桨/贺德克水冷）现场整机调试。
sICS
Q/JF
新疆金风科技股份有限公司企业标准
Q/JF 2SJ1500SM.19-2009
金风 1500kW 系列风力发电机组 现场调试手册
（Switch 变流/SSB 变桨/贺德克水冷）
版 本：AO 编 制： 校 对： 审 核： 标准化： 批 准：
2009-08-12 发布
2009-08-12 实施
新疆金风科技股份有限公司 发布
Q / JF 2SJ1500SM.19-2009
目次
前言 ................................................................................. II 1 范围 ............................................................................... 1 2 调试条件 ........................................................................... 1 3 调试人员要求 ....................................................................... 1 4 注意事项 ........................................................................... 1 表 1 调试步骤表 ........................................................................ 2 附录 A（规范性附录）主控程序下载 ...................................................... 12 附录 B（规范性附录）显示面板及就地监控程序下载 ........................................ 28 附录 C（规范性附录）变流程序及参数下载 ................................................ 41 附录 D（规范性附录）水冷系统参数检查 .................................................. 52 附录 E（规范性附录）液压系统说明 ...................................................... 54 附录 F（规范性附录）SSB 变桨系统现场调试手册 .......................................... 58 附录 G（规范性附录）强制预充电及主空开、发电机侧空开闭合测试 .......................... 69 附录 H（规范性附录）兆欧表 ............................................................ 70 附录 I（规范性附录）发电机拖动测试 .................................................... 72 附录 J（规范性附录）并网测试说明 ...................................................... 73 附录 K（规范性附录）JF1500 机组功率调节方法 ........................................... 75
金风2.5MW机组控制系统介绍(E总线).
二、机组主控制系统的组成及功能
金风2.5兆瓦机组主控制系统使用贝福公司生产的PLC，处理速度快且功能强大： 硬件： 1、主处理器CX1020 采用功能强大的 1GHz Intel® M （系列）CPU ，主频达到1GHz，程序 运行速度快。 2、可同时执行多个任务及运行控制。可分成4 套控制器，每套4个任务，最小任务周期可达 50us。 3、可根据实际使用点数精确配置，支持即插即 用功能，配置方便、使用简单。 软件： 1、控制器使用内嵌式操作系统，可选用 Windows CE 或嵌入版 Windows XP 操作系统， 结构小但功能强大、操作简便； 2、支持IEC61131-3编程语言，通用性较强； 3、支持多种系统接口或者现场总线接口，配 置方便，满足实际使用需求； 4、实时性强，具有256级线程优先级，每个线 程都有独立的时钟，支持中断嵌套，数据处理 能力强。
总 线
叶 片 及 变 桨 驱 动
永磁同步 发电机
冷却水管 塔架 散热器 机组主控制柜 水冷却控制柜
一、金风2.5兆瓦风力发电机组的控制系统
一、金风2.5兆瓦风力发电机组的控制系统
控制系统 （E总线） 示意图
一、金风2.5兆瓦风力发电机组的主控系统
金风2.5MW风力发电机组的主控系 统以德国倍福公司生产的嵌入式PC控制 器为核心，组成了机组的PAC控制系统。 控制器实现了机组的过程控制、安 全保护、故障检测、参数设定、数据记 录、数据显示以及人工操作的功能，配 有多种通讯接口，可实现就地通讯和远 程通讯。 采用EtherCAT现场总线组网，安全 可靠。
总 线
叶 片 及 变 桨 驱 动
永磁同步 发电机
冷却水管 塔架 散热器 机组主控制柜 水冷却控制柜
一、金风2.5兆瓦风力发电机组的控制系统 金风1500千瓦直驱风力发电机组系统结构图
金风2.5MW风机题库
单选题1、[单选题]变流器网侧采用（）的滤波结构.A:LCB:RCC:LRCD:LCL答案：D2、[单选题]报出2#单元发电机侧整流器温度故障高故障时的温度阈值是（）A: 65℃B: 68℃C: 70℃D: 75℃答案：B3、[单选题] 2.5mw机组SWITCH变流器进行网侧断路器试验时，通过1u1面板的（）设置A: P.2.9.1B: P2.9.2C: P.2.9.3D: P2.9.4答案：C4、[单选题]直流母排预充电是通过哪个模块把网侧交流电转换为直流电A:网侧单元续流二级管B:过压保护单元IGBTC:网侧电抗器D:预充电回路二极管答案：D5、[单选题]网侧控制盒中那块扩展板卡负责网侧断路器的吸合A:A板B:B板C:C板D:D板答案：A6、[单选题]报出1#单元变流器发电机侧控制器温度高故障时的温度阈值是（）A: 65℃B: 70℃C: 75℃D: 80℃答案：D7、[单选题]报出1#单元变流器发网侧电抗器温度高故障时的温度阈值是（）A: 122℃B: 132℃C: 142℃D: 152℃答案：B8、[单选题]金风2500机组中，变流为（）号子站A: 1B: 2C: 8D: 9答案：B9、[单选题]金风2.5MW机组正常发电运行状态，变流器网侧电压偏差范围为（）×额定电压。
A:90%至110%B:95%至110%C:95%至105%D:90%至105%答案:A10、[单选题] S变流器机侧控Test mode 通过面板的（）设置A: P2.7.1B: P2.7.2C: P2.7.3D: P2.7.4答案：A11、[单选题] 2.5mw机组SWITCH变流器进行预充电试验时，通过1u1面板的（）设置A: P.2.9.1B: P2.9.2C: P.2.9.3D: P2.9.4答案：B12、[单选题] 2.5mw机组SWITCH变流器风扇强制动作试验时，通过1u1面板的（）设置A: P2.9.1B: P2.9.2C: P2.9.3D: P2.9.4答案：D13、[单选题] switch变流器进行参数下载及进行故障文件的拷贝和检测时，使用（）软件A:NCDriveB:NCLordC:NCDefD:NCDebug答案：A14、[单选题] switch变流器，72#Mainbreaker fault故障是由哪个单元面板报出（）A:网侧逆变器B:机侧整流器C:过压保护单元D:网侧断路器答案：A15、[单选题] switch变流器，74#Mainbreaker trip 故障是由哪个单元面板报出（）A:网侧逆变器B:机侧整流器C:过压保护单元D:网侧断路器答案：A16、[单选题]金风2.5MW机组进口Vensys变桨系统中,程序允许的5°接近开关和87°接近开关的误差是( )A．±0.5°B．±1.0°C．±1.5°D．±2.0°答案:C17、[单选题]金风2.5MW机组进口Vensys变桨系统中，机组报出变桨速度超限故障，是由于故障叶片变桨速度的绝对值大于（）A．10°/sB．11.5°/sC．12.5°/sD．10.5°/s答案：B18、[单选题]金风2.5MW机组Vensys变桨系统中，机组报出变桨充电器温度高故障值、变桨电容温度高故障值、变桨逆变器温度高故障值、变桨电机温度高故障值分别为（）A．持续3s大于60°、持续3s大于60°、持续3s大于75°、持续3s大于150°B．持续10s大于60°、持续10s大于60°、持续10s大于75°、持续10s大于150°C．持续3s大于60°、持续3s大于65°、持续3s大于75°、持续3s大于120°D．持续10s大于60°、持续10s大于65°、持续10s大于75°、持续10s大于120°答案：A19、[单选题]对于金风2.5MW机组Vensys变桨系统，下列选项中哪一个是变桨子站( ) A．BX3100B．BC3100C．BK3150D．BC3150答案:A20、[单选题]如果金风2.5MW机组风机运行过程中，变桨故障字1的第5位（变桨外部安全链故障）被置1，而主控并没有报出安全链故障，则此时最有可能的故障点是（）A．安全继电器B．主控PLCC．变桨PLCD．滑环答案：D21、[单选题]金风2.5MW机组进口Vensys变桨在进行强制手动变桨模式前，需要进行的操作是（）A．将X43端子排上的短接片从2、3端子之间移到1、2端子之间B．将X43端子排上的短接片从1、2端子之间移到2、3端子之间C．将X42端子排上的短接片从7、8端子之间移到8、9端子之间D．将X42端子排上的短接片从8、9端子之间移到7、8端子之间答案：A22、[单选题]偏航刹车在静止时6组偏航刹车闸在( )压力下将机舱制动.A.100B.150C.175D.185答案:C23、[单选题]可对SWITCH变流器的变量进行在线监测的软件是( )A.CEB.TwinCatC.NcloadD.NCDrive答案：D24、[单选题]变流器预充电变压器是（）A、降压变压器B、自藕变压器C、升压变压器D、可调变压器答案：C25 、[单选题] Vensys变桨系统中,程序允许的5°接近开关和87°接近开关的误差是( )A.±0.5°B.±1.0°C.±1.5°D.±0.3°答案：D26、[单选题] Switch机组关于水冷系统加水严格按照水和乙二醇、防锈剂配置防冻液的比例为（）A.0.49:0.5:0.01B.0.5：0.49：0.01C.0.49：0.6：0.02D.0.5：0.49;0.01答案：A27、[单选题] VENSYS变桨系统超级电容的容量为( )A.100FB.108F C D.125F CCCCC D.120F答案：C28、[单选题] THE SWITCH功率模块用万用表检查模块管压降正常值为左右（）A、0.2xxVB、0.3xxVC、0.4xxVD、0.5xxV答案：B29、[单选题]THE SWITCH变流器的故障列表中第1号故障是（）A、Over voltageB、Over currentC、Under voltageD、DC OV-protect答案：B30、[单选题]用于变流器中提取故障文件的软件是（）A、ncloadB、ncdriveC、tiwncatD、ks2000答案：B31、[单选题]从整流方式看，THE SWITCH变流系统的整流方式为（）A、二极管整流B、IGBT可控整流C、GTO可控整流D、二极管和晶闸管的混合整流答案：B32、[单选题]金风2.5MW机组进口Vensys变桨系统中,程序允许的5°接近开关和87°接近开关的误差是( )A．±0.5°B．±1.0°C．±1.5°D．±2.0°答案：C33、[单选题]金风2.5MW机组进口Vensys变桨系统中，机组报出变桨速度超限故障，是由于故障叶片变桨速度的绝对值大于（）A．10°/sB．11.5°/sC．12.5°/sD．10.5°/s答案：B34、[单选题]金风2.5MW机组Vensys变桨系统中，机组报出变桨充电器温度高故障值、变桨电容温度高故障值、变桨逆变器温度高故障值、变桨电机温度高故障值分别为（）A．持续3s大于60°、持续3s大于60°、持续3s大于75°、持续3s大于150°B．持续10s大于60°、持续10s大于60°、持续10s大于75°、持续10s大于150°C．持续3s大于60°、持续3s大于65°、持续3s大于75°、持续3s大于120°D．持续10s大于60°、持续10s大于65°、持续10s大于75°、持续10s大于120°答案：A35、[单选题]对于金风2.5MW机组Vensys变桨系统，下列选项中哪一个是变桨子站( ) A．BX3100B．BC3100C．BK3150D．BC3150答案:A36、[单选题]如果金风2.5MW机组风机运行过程中，变桨故障字1的第5位（变桨外部安全链故障）被置1，而主控并没有报出安全链故障，则此时最有可能的故障点是（）A．安全继电器B．主控PLCC．变桨PLCD．滑环答案：D37、[单选题]金风2.5MW机组进口Vensys变桨在进行强制手动变桨模式前，需要进行的操作是（）A．将X43端子排上的短接片从2、3端子之间移到1、2端子之间B．将X43端子排上的短接片从1、2端子之间移到2、3端子之间C．将X42端子排上的短接片从7、8端子之间移到8、9端子之间D．将X42端子排上的短接片从8、9端子之间移到7、8端子之间答案：A38、[单选题]变流器网侧采用（）的滤波结构.A:LCB:RCC:LRCD:LCL答案：D39、[单选题]报出2#单元发电机侧整流器温度故障高故障时的温度阈值是（）A: 65℃B: 68℃C: 70℃D: 75℃答案：B40、[单选题]2.5mw机组SWITCH变流器进行网侧断路器试验时，通过1u1面板的（）设置A: P.2.9.1B: P2.9.2C: P.2.9.3D: P2.9.4答案：C41、[单选题]直流母排预充电是通过哪个模块把网侧交流电转换为直流电A:网侧单元续流二级管B:过压保护单元IGBTC:网侧电抗器D:预充电回路二极管答案：D42、[单选题]网侧控制盒中那块扩展板卡负责网侧断路器的吸合A:A板B:B板C:C板D:D板答案：A43、[单选题]报出1#单元变流器发电机侧控制器温度高故障时的温度阈值是（）A: 65℃B: 70℃C: 75℃D: 80℃答案：D44、[单选题]报出1#单元变流器发网侧电抗器温度高故障时的温度阈值是（）A: 122℃B: 132℃C: 142℃D: 152℃答案：B45、[单选题]金风2500机组中，变流为（）号子站A: 1B: 2C: 8D: 9答案：B46、[单选题]金风2.5MW机组正常发电运行状态，变流器网侧电压偏差范围为（）×额定电压。
金风1 500 kW 机组变流器故障分析及改进
Science and Technology & Innovation ┃科技与创新·115·文章编号：2095－6835（2015）03－0115－01金风1 500 kW 机组变流器故障分析及改进王有发（北京京能新能源有限公司旗杆风电场，内蒙古 赤峰 024500）摘 要：针对风力发电机组变流系统网侧滤波电容进行分析，从网侧滤波电容的安装、控制和内部结构方面进行研究，提出需要通过改良安装工艺、更换网侧滤波电容型号来解决变流系统故障根源问题。
关键词：风力发电机组；变流系统；滤波电容；控制器中图分类号：TM315 文献标识码：A DOI ：10.15913/ki.kjycx.2015.03.115北京京能新能源有限公司旗杆风电场（以下简称“旗杆风电场”）位于内蒙古赤峰市翁牛特旗境内，一期的装机容量为49.5 MW ，安装新疆金风科技股份有限公司生产的GW87/1500直驱永磁风电机组33台，于2012-03-16全部并网发电。
风电场并网运行近1年时间，机组常报变流系统故障，降低了风机的可利用率，给风电场造成了一定的经济损失。
变流器采用了IGBT 整流的方式把发电机发出的电整流变为直流电，通过网侧逆变模块把直流电变成工频交流电并入电网。
网侧和发电机侧各有独立的控制器，以网侧控制器为主控制器，其他控制器为子控制器。
如果机组发生了变流系统故障，将造成风机停机，减少风电场的经济效益，因此，风电场要对此故障进行分析和解决。
1 变流系统工作原理变流器工作原理如图1所示，1U1为网侧逆变功率模块，2U1和3U1为发电机侧整流功率模块，4U1为制动功率模块。
网侧逆变功率模块1U1的作用是将直流母线上的电能转换成为电网能够接受的形式，并传送到电网上；而发电机侧整流功率模块2U1和3U1则是将发电机发出的电能转换成为直流电能传送到直流母线上；制动功率模块4U1则是在某种原因使得直流母线上的电能无法正常向电网传递或直流母线电压过高时，将多余的电能在电阻4R1和5R1上通过发热消耗掉，以免直流母线电压过高造成器件的损坏。